Leonard Shelby (Guy Pierce) kärsii lähimuistin menetyksestä. Kaikki
hänen uudet, vaimonsa kuoleman jälkeiset muistot haalistuvat kymmenen
minuutin kuluessa. Jos hän haluaa muistaa ihmisten nimiä, kasvoja ja
puheita, hänen on tehtävä muistiinpanoja.

Hän tekee muistiinpanoja kolmella tavalla; ottamalla polaroideja,
kirjoittamalla asioita paperille ja valokuville sekä tatuoimalla
ihoonsa kaikkein tärkeimmät asiat.
Vammansa takia hän on viimeinen henkilö jonka tulisi suorittaa
murhatutkimuksia. Sitä hän kuitenkin tekee yrittäen löytää
henkilön, joka raiskasi ja murhasi hänen vaimonsa.